CN117755445A - 一体化浮式风机安装驳船及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一体化浮式风机安装驳船及安装方法，在船体上设有多个塔筒支架，塔筒支架的水平截面成“U”形，塔筒支架用于固定浮式风机的塔筒；在船体上还设有U形座，U形座的开口朝向船体的外沿，U形座的内空沿高度方向贯通船体，在U形座的上方设有塔筒支架，塔筒支架的开口方向与U形座的开口方向相同。通过采用上述的结构，能够以直立的方式，用驳船运输多个浮式风机，到预设安装地点直接安装，大幅提高安装效率，而且确保质量。也能够提升运输效率，减少安装体积，尤其是克服了塔筒和风叶姿态调整时的难题。能够方便的通过调节塔筒在水中的高度位置来安装浮式基础。对于天气状况不太理想的情况，通过调节塔筒在水中的高度位置来安装风叶。

Description

一体化浮式风机安装驳船及安装方法

技术领域

本发明涉及浮式风电装备安装领域，特别是一种一体化浮式风机安装驳船及安装方法。

背景技术

风能的清洁性、可再生性及其大规模应用技术的日益成熟，使风力发电日益成为新能源领域中除核能外，技术最成熟、最具开发条件和最有发展前景的发电方式。我国海岸线长，风能资源比较丰富，仅近海的风能资源就是陆上风电可开发量的3倍。

漂浮式风机基础根据平台形式的不同，主要可以分为单柱式（Spar）、半潜式（Semi-submersible）、张力腿式（Tension Leg Platform）和驳船式（Barge）四种类型。其中单柱式因其占用运输空间小，能够节省运输成本。但是受漂浮式风机结构的影响，运输占用空间仍然较大。CN108626078A提出一种海上风机Spar型浮式基础驳船助运扶装工艺，将风机倒伏运输，然后以驳船半潜的方式扶正。CN115653846A记载了一种多套Spar型浮式风机整体运输安装一体船及施工方法，采用多台倒伏的方式运输海上风电，该方案在运输时占用的空间仍较大，对驳船的体积和装载量提出更高的要求，而且转换姿态的难度较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一体化浮式风机安装驳船及安装方法，能够大幅降低浮式风电装备的运输和安装难度，能够快速布置浮式风电装备，而且运输和安装成本较低。在优选的方案中，能够减少天气因素对安装的影响。

为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种一体化浮式风机安装驳船，在船体上设有多个塔筒支架，塔筒支架的水平截面成“U”形，塔筒支架用于固定浮式风机的塔筒；

在船体上还设有U形座，U形座的开口朝向船体的外沿，U形座的内空沿高度方向贯通船体，在U形座的上方设有塔筒支架，塔筒支架的开口方向与U形座的开口方向相同。

优选的方案中，塔筒支架沿着高度方向延展，塔筒支架的“U”形内空与浮式风机的塔筒固定连接。

优选的方案中，在U形座的位置，塔筒的底部与浮式基础连接，浮式基础位于船体下方。

优选的方案中，船体的表面设有轨道，轨道包括纵向轨道和横向轨道，纵向轨道一直连通到U形座所在的位置；

横向轨道位于纵向轨道的两侧；

在塔筒支架的底部设有轮组，轮组落在轨道上。

优选的方案中，多个塔筒支架位于横向轨道上。

优选的方案中，U形座位于船体船尾的位置。

优选的方案中，在船体的一侧还设有风叶运输支架，风叶运输支架用于在运输过程中固定风叶；

风叶运输支架至少部分位于吃水线以下。

一种采用上述的一体化浮式风机安装驳船的安装方法，包括以下步骤：

S1、将多个浮式风机的塔筒分别吊装到各个塔筒支架内并固定，塔筒保持竖直状态；

S2、驳船运行到安装地点，将塔筒支架和浮式风机沿轨道一起移动到船体的U形座的位置，将浮式基础的顶部与浮式风机的塔筒的底部固定连接；

S3、将系泊缆与浮式风机初步连接，系泊缆的另一端与海底基础连接，塔筒与塔筒支架之间通过钢丝绳柔性连接，逐步放松连接的钢丝绳，使整个浮式风机处于漂浮状态；

S4、进一步放松钢丝绳，使浮式风机与船体脱离，继续调节系泊缆直至固定浮式风机；

S5、将驳船拖行到下一安装地点；

通过以上步骤，实现浮式风机的安装。

优选的方案中，在船体的一侧设有风叶运输支架；

当天气状况不理想时，不组装浮式风机的风叶，风叶密封包装后，将风叶与风叶运输支架绑定连接，拖动到安装地点后，在U形座的位置，安装风叶。

优选的方案中，在塔筒支架的顶部设有安装平台；

安装风叶时，先逐步放松钢丝绳，使轮毂的高度接近安装平台；

从水中牵引第一个风叶与轮毂连接，将轮毂转动120°，固定轮毂的转角，从水中牵引第二个风叶与轮毂连接，以次类推，完成全部风叶的安装。

本发明提供的一种一体化浮式风机安装驳船及安装方法，通过采用上述的结构，能够以直立的方式，用驳船运输多个浮式风机，到预设安装地点直接安装，大幅提高安装效率，而且确保质量。也能够提升运输效率，减少安装体积，尤其是克服了塔筒和风叶姿态调整时的难题。能够方便的通过调节塔筒在水中的高度位置来安装浮式基础。对于天气状况不太理想的情况，通过调节塔筒在水中的高度位置来安装风叶，与现有技术相比，安装效率大幅提高，避免现有技术中在安装过程中调节风叶总成姿态时损伤风叶。通过设置的风叶运输支架也能够避免在运输过程中损伤风叶。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明的另一可选方案的主视图。

图中：风叶1，机舱2，轮毂3，塔筒4，轨道5，纵向轨道51，横向轨道52，船体6，U形座7，浮式基础8，轮组9，塔筒支架10，风叶运输支架11。

具体实施方式

实施例1：

如图1~3中，一种一体化浮式风机安装驳船，在船体6上设有多个塔筒支架10，塔筒支架10的水平截面成“U”形，塔筒支架10用于固定浮式风机的塔筒4；

在船体6上还设有U形座7，U形座7的开口朝向船体6的外沿，U形座7的内空沿高度方向贯通船体6，在U形座7的上方设有塔筒支架10，塔筒支架10的开口方向与U形座7的开口方向相同。由此结构，能够在一个驳船上装载多个浮式风机，由于不含浮式基础8，减少了约60米的高程，大幅缩减了整个塔筒4的高度，塔筒4约为90米，满足驳船竖直运输的要求。在本例中，浮式基础8可以采用半潜式绑扎，随同驳船共同运输到安装地点。

优选的方案如图1、2中，塔筒支架10沿着高度方向延展，塔筒支架10的“U”形内空与浮式风机的塔筒4固定连接。优选的塔筒支架10，通过钢丝绳与塔筒4连接，在塔筒4的外壁设有吊耳或抱箍，用于连接钢丝绳。在U形座7的位置，通过下放或收紧钢丝绳，能够调节塔筒4的高程。

优选的方案如图1中，在U形座7的位置，塔筒4的底部与浮式基础8连接，浮式基础8位于船体6下方。通过下放用于固定的钢丝绳，能够调整浮式风机的高程，便于安装配件，例如安装风叶1。也便于下放整个已经装配完成的浮式风机。

优选的方案如图3中，船体6的表面设有轨道5，轨道5包括纵向轨道51和横向轨道52，纵向轨道51一直连通到U形座7所在的位置；

横向轨道52位于纵向轨道51的两侧；

在塔筒支架10的底部设有轮组9，轮组9落在轨道5上。本例中的轮组9采用可转向90°的轮组，例如大型移动龙门吊的转向轮组。

优选的方案如图3中，多个塔筒支架10位于横向轨道52上。由此结构，塔筒支架10位于横向轨道52上，不会阻挡纵向轨道51上的塔筒支架10的运动。各个塔筒支架10的开口，均朝向同一个方向。每个塔筒支架10通过横向轨道52转移到纵向轨道51，并移动到U形座7，塔筒支架10的开口均朝向船体6的外沿。

优选的方案如图1中，U形座7位于船体6船尾的位置。

优选的方案如图4中，在船体6的一侧还设有风叶运输支架11，风叶运输支架11用于在运输过程中固定风叶1；

优选的方案中，风叶运输支架11至少部分位于吃水线以下。由上述的方案，能够在天气条件不佳，风力大于预设条件的情况下运输浮式风机，以提高运输过程中的安全性。

实施例2：

一种采用上述的一体化浮式风机安装驳船的安装方法，包括以下步骤：

S1、如图1~3中，将多个浮式风机的塔筒4分别吊装到各个塔筒支架10内，并通过钢丝绳固定连接，塔筒4在塔筒支架10内保持竖直状态；

优选的方案如图4中，在船体6的一侧设有风叶运输支架11；

当天气状况不理想时，不组装浮式风机的风叶1，风叶1密封包装后，将风叶1与风叶运输支架11绑定连接，拖动到安装地点后，在U形座7的位置，安装风叶1。由此方案，提高了对风浪的容忍度，大幅拓展了浮式风机安装的窗口期。

S2、驳船运行到安装地点，将塔筒支架10和浮式风机沿轨道5一起移动到船体6的U形座7的位置，利用半潜的方式，浮式基础8调整为竖直的状态，并牵引到U形座7的下方，将浮式基础8的顶部与位于U形座7的浮式风机的塔筒4的底部固定连接；由此安装完成浮式风机总成。

S3、将系泊缆与浮式风机初步连接，系泊缆的另一端与海底基础连接，塔筒4与塔筒支架10之间通过钢丝绳柔性连接，逐步放松连接的钢丝绳，使整个浮式风机处于漂浮状态；

优选的方案如图4中，在塔筒支架10的顶部设有安装平台；安装平台在塔筒支架10开口位置向中间塔筒4的方向延伸。

安装风叶1时，先逐步放松固定塔筒4的钢丝绳，使当前位置的浮式风机的轮毂3的高度接近安装平台，便于施工人员操作；

从水中牵引第一个风叶到轮毂3的位置，与轮毂3固定连接，将轮毂3转动120°，利用斜撑和塔筒支架10固定轮毂3的转角，从水中牵引第二个风叶与轮毂3连接，以次类推，完成全部风叶的安装。

对于距离较近，天气较好的情况下，可以在工厂将风叶1安装到位，整个浮式风机整体吊装固定在船体6的塔筒支架10上，进一步提高浮式风机的安装效率。

S4、进一步放松钢丝绳，并牵引一侧的系泊缆，使浮式风机与船体6脱离，继续调节系泊缆的长度和张紧力，直至固定浮式风机；即完成当前位置的浮式风机的基础安装。

S5、将驳船拖行到下一安装地点；

通过以上步骤，实现浮式风机的安装。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：在船体（6）上设有多个塔筒支架（10），塔筒支架（10）的水平截面成“U”形，塔筒支架（10）用于固定浮式风机的塔筒（4）；

在船体（6）上还设有U形座（7），U形座（7）的开口朝向船体（6）的外沿，U形座（7）的内空沿高度方向贯通船体（6），在U形座（7）的上方设有塔筒支架（10），塔筒支架（10）的开口方向与U形座（7）的开口方向相同。

2.根据权利要求1所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：塔筒支架（10）沿着高度方向延展，塔筒支架（10）的“U”形内空与浮式风机的塔筒（4）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：在U形座（7）的位置，塔筒（4）的底部与浮式基础（8）连接，浮式基础（8）位于船体（6）下方。

4.根据权利要求1所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：船体（6）的表面设有轨道（5），轨道（5）包括纵向轨道（51）和横向轨道（52），纵向轨道（51）一直连通到U形座（7）所在的位置；

横向轨道（52）位于纵向轨道（51）的两侧；

在塔筒支架（10）的底部设有轮组（9），轮组（9）落在轨道（5）上。

5.根据权利要求4所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：多个塔筒支架（10）位于横向轨道（52）上。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：U形座（7）位于船体（6）船尾的位置。

7.根据权利要求1~5任一项所述的一种一体化浮式风机安装驳船，其特征是：在船体（6）的一侧还设有风叶运输支架（11），风叶运输支架（11）用于在运输过程中固定风叶（1）；

风叶运输支架（11）至少部分位于吃水线以下。

8.一种采用权利要求1~7任一项所述的一体化浮式风机安装驳船的安装方法，其特征是包括以下步骤：

S1、将多个浮式风机的塔筒（4）分别吊装到各个塔筒支架（10）内并固定，塔筒（4）保持竖直状态；

S2、驳船运行到安装地点，将塔筒支架（10）和浮式风机沿轨道（5）一起移动到船体（6）的U形座（7）的位置，将浮式基础（8）的顶部与浮式风机的塔筒（4）的底部固定连接；

S3、将系泊缆与浮式风机初步连接，系泊缆的另一端与海底基础连接，塔筒（4）与塔筒支架（10）之间通过钢丝绳柔性连接，逐步放松连接的钢丝绳，使整个浮式风机处于漂浮状态；

S4、进一步放松钢丝绳，使浮式风机与船体（6）脱离，继续调节系泊缆直至固定浮式风机；

S5、将驳船拖行到下一安装地点；

通过以上步骤，实现浮式风机的安装。

9.根据权利要求8所述的一种采用一体化浮式风机安装驳船的安装方法，其特征是：在船体（6）的一侧设有风叶运输支架（11）；

当天气状况不理想时，不组装浮式风机的风叶（1），风叶（1）密封包装后，将风叶（1）与风叶运输支架（11）绑定连接，拖动到安装地点后，在U形座（7）的位置，安装风叶（1）。

10.根据权利要求9所述的一种采用一体化浮式风机安装驳船的安装方法，其特征是：在塔筒支架（10）的顶部设有安装平台；

安装风叶（1）时，先逐步放松钢丝绳，使轮毂（3）的高度接近安装平台；

从水中牵引第一个风叶与轮毂（3）连接，将轮毂（3）转动120°，固定轮毂（3）的转角，从水中牵引第二个风叶与轮毂（3）连接，以次类推，完成全部风叶的安装。